Качество воздуха в Google Картах

Общая информация

Что такое индекс качества воздуха

Организации в разных странах и регионах создают индексы качества воздуха (AQI) и классифицируют полученные данные по описательной оценочной шкале. Благодаря индексам легче определить уровень загрязнения и связанный с ним риск.

Для оценки качества воздуха используются разные шкалы в зависимости от страны или региона. При этом учитываются местные показатели загрязнения и эпидемиологическая обстановка. В мире существуют десятки локальных индексов. Например, для оценки загрязнений в одних штатах Австралии используются числа, а в других – категории. Собственные индексы качества воздуха приняты в Канаде, США и Японии, а также в Европейском агентстве по окружающей среде.

Чем сильнее загрязнение воздуха, тем выше угроза здоровью человека. В особенности это касается детей, пожилых людей и других уязвимых групп населения. В период ухудшения качества воздуха государственные учреждения обычно дают рекомендации по защите здоровья, связанные с деятельностью в помещениях и на открытом воздухе.

Как рассчитывается индекс качества воздуха

Публикуя индексы качества воздуха (AQI), государственные органы разных стран информируют население об уровнях загрязненности. Значения рассчитываются на основе показателей концентрации загрязняющих веществ.

Индексы качества воздуха могут отличаться между собой, например по указанным ниже признакам.

• Количество и типы отслеживаемых загрязнителей. Для расчета разных индексов замеряется концентрация разных веществ.
  • Часто отслеживается содержание в атмосфере следующих загрязнителей:
    • твердых частиц, например РМ2.5 и РМ10;
    • озона (O3);
    • диоксида азота (NO2);
    • диоксида серы (SO2);
    • монооксида углерода (CO).
  • В зависимости от страны или региона формула расчета индекса может включать разные загрязняющие вещества, например:
    • В Европе измеряют концентрацию шести загрязняющих веществ, указанных выше.
    • В Индии, помимо приведенных выше веществ, также учитывается концентрация аммиака (NH3).

• Период усреднения. Многие официальные источники усредняют индекс качества воздуха за разные периоды, обычно от 1 до 24 часов.
• Пороговые значения уровней концентрации. Для разных шкал устанавливаются разные пороговые значения загрязняющих веществ.
• Основной загрязнитель. Он указывается исходя из уровня риска, то есть в зависимости от того, какой загрязнитель сильнее всего вредит людям в каждый отдельный момент времени. Этот показатель может различаться, так как в каждом регионе уровень опасности определяется по-своему.

Самые распространенные виды загрязняющих веществ и их источники

Локальные индексы качества воздуха составляются на основе показателей концентрации загрязняющих веществ. Чаще всего учитываются следующие вещества:

• Твердые частицы (PM) – смесь капель и твердых частиц, находящихся в воздухе. PM10 и PM2.5 – это частицы диаметром менее 10 и 2,5 мкм соответственно. Они выделяются в результате работы автотранспорта, дровяных обогревателей и промышленных предприятий. Высокие концентрации твердых частиц также образуются во время пожаров и пыльных бурь.
• Диоксид азота (NO2) – газ; основная составляющая загрязнения воздуха в центральной части городов. В основном образуется в ходе работы автотранспорта, промышленных предприятий, электростанций и отопительных систем.
• Озон (O3) – газ, находящийся в стратосфере. Защищает от опасного ультрафиолетового излучения. При этом озон – опасное загрязняющее вещество, которое образуется в результате химической реакции между солнечным светом, органическими газами и оксидами азота, которые выделяются:
  • автомобилями;
  • электростанциями;
  • другими источниками.
• Диоксид серы (SO2) – токсичный газ с резким раздражающим запахом. Выделяется на нефтеперерабатывающих заводах, электротехнических предприятиях, сжигающих ископаемое топливо, при производстве цемента и во время извержения вулканов.
• Монооксид углерода (CO) – газ, образующийся в результате работы автотранспорта или оборудования, сжигающего ископаемое топливо.

Высокая концентрация загрязняющих веществ, указанных выше, приводит к серьезным последствиям для здоровья. Подробные сведения можно найти на сайте Всемирной организации здравоохранения.

От чего зависит качество воздуха

На качество воздуха влияет множество факторов:

• погодные условия, такие как скорость и направление ветра, относительная влажность и т. д.;
• солнечная радиация;
• лесные и другие пожары;
• пыльные бури и выбросы пыли от сельскохозяйственных объектов;
• выбросы от промышленных предприятий и жилых зданий;
• выбросы от транспорта;
• другие физические и химические процессы в атмосфере.

Индекс качества воздуха: расчет на основе данных со станций

Как определяется индекс качества воздуха (AQI) рядом с вами

Показатели качества воздуха рассчитываются на основе данных, полученных от станций мониторинга. На нашей карте можно посмотреть все станции в вашем регионе, чтобы составить более полное впечатление о состоянии воздуха. Однако качество воздуха в районах между станциями может отличаться, и показатели возле ближайшей к вам станции могут не отражать состояние воздуха непосредственно там, где вы находитесь. Во избежание путаницы вы можете посмотреть на карте значения AQI со станций, расположенных рядом с вами.

В некоторых продуктах Google предоставляются показания лишь с одной станции для экономии места. В этом случае показывается значение AQI с ближайшей к вам станции.

Важные примечания

• Концентрация загрязняющих веществ может отличаться даже на небольшой территории. Поэтому не исключено, что показатели качества воздуха рядом с вами и станцией мониторинга будут значительно разниться.
• В некоторых случаях данные о качестве воздуха могут предоставляться с задержкой до 12 часов. Это может быть ощутимо в периоды, когда качество воздуха резко меняется.
• Некоторые станции мониторинга могут не измерять уровень концентрации определенных загрязняющих веществ. Следовательно, возможны несоответствия между реальными показателями качества воздуха и заявленным индексом, который отражает концентрацию загрязнителей, зарегистрированную отдельной станцией.
• Расхождения с другими источниками данных могут также возникать из-за усреднения значения AQI по времени. Это особенно заметно в начале или конце периодов с высоким уровнем загрязнения.

Данные о дымовых шлейфах

Важно! На карте могут быть обозначены вчерашние задымления, пока собираются сведения о сегодняшних. В некоторых случаях показатели индекса качества воздуха могут быть в норме, несмотря на дымовой шлейф. Это возможно, когда дым не достигает поверхности земли.

В Google Поиске и Картах приводится дополнительная информация о задымлениях в США, основанная на спутниковых данных Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).

В данных представлены средний и высокий уровни плотности задымленности. Дымовые шлейфы показываются на карте качества воздуха при наличии данных.

 

Источники данных о качестве воздуха

Чтобы предоставлять качественные данные о загрязнении воздуха, Google использует результаты мониторинга из перечисленных ниже источников.

Австралия

• Правительство Австралийской столичной территории
• Управление по охране окружающей среды штата Виктория
• Управление по охране окружающей среды Южной Австралии
• Правительство Нового Южного Уэльса
• Управление по охране окружающей среды Северной территории
• Правительство Квинсленда
• Правительство Западной Австралии

Бразилия

• Государственное управление по охране окружающей среды в Сан-Паулу (CETESB)

Чили

• Государственная система информирования о качестве воздуха (SINCA)

Индия

• Центральный совет по контролю за загрязнением

Израиль

• Система Svivaaqm

Мексика

• Система AirNow

Сингапур

• Национальное агентство по охране окружающей среды Сингапура

Южная Корея

• Система AirKorea

США

• Система AirNow
• Система PurpleAir

Индекс качества воздуха: расчет с помощью моделей

Как определяется индекс качества воздуха (AQI) рядом с вами

Качество воздуха рядом с вами рассчитывается с помощью моделей Google.
Когда вы проверяете качество воздуха в городе, например по запросу "погода в Москве", может быть показана информация об удаленном от вас районе, например о центре города. Качество воздуха в вашем районе может быть другим.

Чтобы посмотреть AQI для вашего местоположения, выполните следующие действия:

1. Войдите в Google Карты.
2. Рядом с названием местоположения нажмите Выбрать область поиска.

3. Чтобы использовать точное местоположение, измените местоположение.

Источник данных для моделирования качества воздуха в Google и точность информации

Для моделирования качества воздуха Google использует многослойный подход (слияние). Данные из различных источников комбинируются, а затем слои взвешиваются по сложным алгоритмам. Мы используем следующие слои входных данных:

• государственные опорные станции наблюдения;
• коммерческие сети датчиков;
• всемирные и региональные дисперсионные модели;
• модели распространения дыма и пыли;
• спутниковые данные;
• данные о движении транспорта;
• вспомогательная информация, например о почвенно-растительном покрове;
• метеорологические данные.

Модель Google рассчитывает индексы качества воздуха на основе информации о концентрации самых распространенных загрязняющих веществ, указанных выше. Также используются сведения о концентрации оксидов азота (NO, NOx) и в некоторых случаях – неметановых углеводородов (NMHC). Сетка расчета – 500 × 500 м.

Информация с государственных опорных станций наблюдения считается наиболее достоверной и представляет собой базовый слой. Чтобы удалить некорректные значения и обеспечить высокое качество данных, при моделировании выполняется проверка качества показателей, собранных во всем мире. Если результаты измерений публикуются с существенной задержкой, наши алгоритмы прогнозирования рассчитывают концентрацию загрязняющих веществ на текущий час.

Ограничения модели

В каждом слое данных есть недочеты. Чтобы устранить их значительную часть, модель Google проводит перекрестную проверку по нескольким источникам. Однако при любом моделировании могут возникать следующие ошибки:

• Иногда данные о качестве воздуха могут предоставляться с задержкой в один–два часа.
• При моделировании не учитываются местные происшествия, например пожар в доме или уличное барбекю.
• В некоторых случаях модель показывает информацию о задымлении, которое произошло в нескольких километрах от вас.
  • Иногда сведения о качестве воздуха в Мексике и Канаде публикуются с задержкой из-за дыма от пожаров.

Разные значения AQI в Google и на станциях наблюдения

Государственные станции наблюдения и Google могут показывать разный индекс качества воздуха. Это происходит по следующим причинам:

• Некоторые государственные станции наблюдения измеряют уровни не всех загрязняющих веществ.
• Часто государственные станции наблюдения предоставляют данные с задержкой, из-за чего могут не отображаться внезапные изменения качества воздуха.
• Государственные станции наблюдения оценивают только воздух поблизости.

В примере 2 модель Google анализирует информацию из разных источников и прогнозирует качество воздуха рядом со станцией в реальном времени. Учитывается концентрация шести загрязняющих веществ:

• приземного озона (O3);
• PM2.5;
• PM10, например при пыльной буре;
• монооксида углерода (CO);
• диоксида серы (SO2);
• диоксида азота (NO2), шаг расчета – 500 м.

Пример 1. Станция наблюдения, которая отслеживает только уровень приземного озона (O3), сообщит о хорошем качестве воздуха во время пыльной бури (PM10). Модель Google отслеживает концентрацию PM10, поэтому, согласно нашим данным, качество воздуха будет низким.

Пример 2. Станция наблюдения, как и Google, отслеживает все загрязняющие вещества и показывает, что сейчас концентрация озона самая высокая. При этом у Google значение AQI равно 200, а у станции наблюдения – 150. Это может быть связано с тем, что концентрация озона меняется в течение дня. Если станция замеряла этот показатель два часа назад, то он будет отличаться от прогнозов Google в реальном времени.

Почему данные Google отличаются от тех, которые показывает мой или ближайший ко мне коммерческий датчик?

Количество отслеживаемых загрязняющих веществ

Большинство коммерческих датчиков измеряют только концентрацию PM2.5 и PM10. Google отслеживает больше загрязняющих веществ, в том числе приземный озон (O3), PM2.5, PM10, монооксид углерода (CO), диоксид серы (SO2) и диоксид азота (NO2). В коммерческих датчиках часто используется оптический метод, эффективность которого снижается с увеличением размера частиц, поэтому точность данных о концентрации PM10 может быть довольно низкой.

Факторы окружающей среды

На результаты измерений коммерческих оптических датчиков могут влиять такие факторы окружающей среды, как температура и повышенная относительная влажность.

Также имеет значение то, где расположен датчик. Уровень загрязнения вокруг него может не соответствовать ситуации на более широкой территории.

Наша модель анализирует данные коммерческих датчиков и исключает недостоверные показатели.

Перевод единиц измерения

Коммерческие датчики обычно измеряют концентрацию PM2.5 количественно, в то время как стандартом является расчет массовой концентрации вещества на объем пробы воздуха.

Государственные станции наблюдения и модель Google используют второй метод. Для преобразования данных необходимо знать плотность частиц, например пыли или дыма. В результате итоговые значения могут существенно отличаться от того, что показывают государственные станции и модель Google.

Периоды усреднения

Поставщики коммерческих датчиковых сетей могут усреднять значения за разные периоды. Google рассчитывает концентрацию загрязнителей и индексы качества воздуха каждый час. Период усреднения для AQI зависит от страны. Как правило, он составляет не меньше часа, а зачастую даже несколько часов. Предположим, что уровень задымления резко возрос. На сайте поставщика коммерческого датчика вы увидите сообщение о плохом качестве воздуха, основанное на усредненном значении за 10 минут. В то же время Google будет показывать усредненный показатель за последний час. Поскольку концентрация загрязнителей в прошедшие часы была не такой высокой, индекс качества воздуха Google будет ниже, чем у поставщика датчика. Помимо этого, в продуктах Google будет указан официальный AQI, который рассчитывается на основе наблюдений за более продолжительное время и сопровождается информацией о последствиях для здоровья.

Примечание. В нашу модель не включается информация c коммерческих датчиков. Их показатели могут отличаться.

Расхождения в данных Google и других поставщиков

Разные индексы качества воздуха

Для оценки качества воздуха используются разные шкалы в зависимости от страны или региона и целей измерения. Сравнивать информацию от поставщиков можно в том случае, если у них одинаковые методики расчета.

Например, одни поставщики обновляют индекс AQI США каждый час, а другие публикуют показатели за определенный период (например, среднее значение PM2.5 за последние 24 часа) или используют индекс AirNow.

Разные методы измерения и отчетности

Для измерения качества воздуха используются разные методы, и это влияет на итоговые значения.

Организации могут замерять показатели самостоятельно, опираться на данные коммерческих датчиков или использовать аналитические модели.

Google использует результаты мониторинга со всего мира и следующие данные:

• с коммерческих датчиков;
• со спутников;
• о погодных условиях;
• о загруженности дорог;
• о пожарах;
• о почвенно-растительном покрове.

Кроме того, разные поставщики агрегируют данные о качестве воздуха за разные периоды, поэтому информация об уровне загрязняющих веществ и индексе качества в одном и том же регионе может публиковаться в разное время.

Загрязняющее вещество присутствует, а в Google показано хорошее качество воздуха

Иногда информация о качестве воздуха, которая указана в Google, может не совпадать с вашими ощущениями. Этому может быть несколько объяснений.

• Люди особенно чувствительны к запахам. Например, вы можете ощущать запах дыма, даже если концентрация загрязняющих веществ в воздухе очень низкая и считается, что здоровью ничто не угрожает. Летучие органические вещества имеют заметный запах, однако их концентрация не отслеживается на государственных станциях наблюдения. Мы также не сообщаем эти данные.
• Возможно, вы видите смог, так как находитесь на возвышенности, однако на уровне земли он не обнаружен.

Подробнее об ограничениях модели Google…

В Google показано плохое качество воздуха, но воздух чистый

Самостоятельно определить пыльную бурю или дым от лесного пожара несложно, однако во многих случаях загрязнение воздуха не видно невооруженным глазом. Это один из основных признаков, по которым различаются погода и загрязнения воздуха.

Например, в горах под воздействием солнечного света может достигаться высокая концентрация озона, опасная для человека, однако погода при этом будет солнечной и приятной.

Расхождения также могут быть связаны с ограничениями нашей модели, описанными выше.

Отчеты Google отличаются от данных системы AirNow в США

Два самых популярных официальных источника данных о качестве воздуха в США – основной сайт AirNow и Карта распространения пожаров и дыма AirNow.

Google и AirNow отслеживают качество воздуха по-разному. Вот ключевые отличия:

• Количество отслеживаемых загрязнителей. Google использует данные Агентства по охране окружающей среды США (EPA) и регистрирует больше загрязняющих веществ, чем указано на сайте AirNow.
• Google использует больше источников данных.
• Google предоставляет информацию, привязанную к точному местоположению, в то время как AirNow сообщает худшие показатели из всех, которые были зафиксированы в регионе.
• Модель Google и сервис AirNow по-разному рассчитывают индекс качества воздуха.

	AirNow	Карта распространения пожаров и дыма AirNow	Google
Источники данных и методы	Станции наблюдения и интерполяционная модель на основе худших показателей в регионе.	Станции наблюдения и коммерческие датчики. Для отчетов о распространении дыма от лесных пожаров используется моделирование.	Разнообразные входные данные, модели, а также алгоритмы пространственного и временного прогнозирования. Станции наблюдения. Коммерческие датчики. Спутниковые данные. Информация о погодных условиях. Сведения о дорожном движении. Отслеживание лесных пожаров. Данные о почвенно-растительном покрове.
Отслеживаемые загрязняющие вещества	Приземный озон (O3), NowCast. Твердые частицы (PM2.5), NowCast. Твердые частицы (PM10), NowCast. Монооксид углерода (CO). Диоксид серы (SO2). Диоксид азота (NO2).	Твердые частицы (PM2.5).	Приземный озон (O3). Твердые частицы (PM2.5). Твердые частицы (PM10). Монооксид углерода (CO). Диоксид серы (SO2). Диоксид азота (NO2).

В США приняты два основных подхода к расчету индекса качества воздуха:

• Индекс Агентства по охране окружающей среды США (EPA). Измеряется концентрация шести загрязняющих веществ в течение продолжительного периода времени (см. таблицу ниже).
• Индекс NowCast. Каждый час рассчитывается средний дневной индекс качества воздуха. Так пользователи получают актуальную информацию и при необходимости могут сокращать активность на свежем воздухе для защиты здоровья. В индексе NowCast сведены к минимуму расхождения между данными, представленными на карте, и ощущениями людей. Он используется для публикации более актуальных сведений о концентрации озона, PM2.5 и PM10.

При показе информации в США Google совмещает эти два индекса.

Сравнение официальных индексов США и индекса Google

В таблице ниже представлены основные различия между подходами к расчету индекса качества воздуха.

	AQI США	Индекс NowCast от AirNow	Гибридный индекс Google
Количество загрязнителей	6 загрязнителей Приземный озон (O3). Твердые частицы диаметром 2,5 мкм (PM2.5). Твердые частицы диаметром 10 мкм (PM10). Монооксид углерода (CO). Диоксид серы (SO2). Диоксид азота (NO2).	3 загрязнителя Приземный озон (O3). Твердые частицы диаметром 2,5 мкм (PM2.5). Твердые частицы диаметром 10 мкм (PM10).	6 загрязнителей Приземный озон (O3). Твердые частицы диаметром 2,5 мкм (PM2.5). Твердые частицы диаметром 10 мкм (PM10). Монооксид углерода (CO). Диоксид серы (SO2). Диоксид азота (NO2).
Периоды отслеживания	Период отслеживания зависит от загрязняющего вещества. Например, концентрация озона указывается в виде среднего значения за один и восемь часов. О концентрации PM2.5 сообщается после 24 часов наблюдения.	Используется метод усреднения, при котором больший вес имеют показатели за последние несколько часов. Это позволяет лучше отражать резкие изменения качества воздуха, связанные с пожарами или пыльными бурями. Периоды наблюдения короче, чем в случае с AQI США. Например, в расчет принимаются показатели за последние 12 часов.	Google использует метод усреднения NowCast от AirNow для измерения концентрации твердых частиц (PM10 и PM2.5), придавая большее значение показателям за последние несколько часов и резким изменениям. В то же время Google отслеживает больше загрязнителей, чем учтено в NowCast: мы берем усредненные показатели приземного озона, диоксида азота, диоксида серы и монооксида углерода, проводим вычисления и рассчитываем индекс согласно шкале AQI США.

Источники данных о качестве воздуха

Ниже перечислены источники данных, которые мы используем для моделирования качества воздуха.

Весь мир

• Данные с недорогих датчиков от сервиса PurpleAir.
• Измененные сведения службы мониторинга атмосферы (программа Copernicus).
• Измененные данные о почвенно-растительном покрове (программа Copernicus).
• Государственная информация от Метеорологической службы Великобритании (Met Office). Публикуется по открытой государственной лицензии (версия 3.0).
• Сведения Европейского агентства по охране окружающей среды, доступные по лицензии CC BY 2.5 DK.

Бельгия

• Измененная информация Межрегионального агентства Бельгии по вопросам окружающей среды (IRCEL – CELINE) (лицензия).

Канада

• Информация Правительства провинции Манитоба, публикуемая по лицензии OpenMB (Manitoba.ca/OpenMB).
• Сведения, доступные по открытой государственной лицензии, Онтарио, версия 1.0.

Дания

• Первичные непроверенные данные от Национального центра по вопросам энергетики и окружающей среды (DCE).

Финляндия

• Информация Финского метеорологического института.

Франция

• Сведения службы Air Pays de la Loire (регион Пеи-де-ла-Луар).
• Информация из базы данных Geo D'Air.

Германия

• Измененные сведения Агентства по охране окружающей среды Германии.

Гернси

• Информация Департамента окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства, публикуемая на сайте uk-air.defra.gov.uk (© Crown, 2023).

Италия

• Сведения из региона Венето (лицензия).

Ирландия

• Информация Агентства по охране окружающей среды (EPA), публикуемая на сайтах epa.ie и airquality.ie.
• Лицензия.

Япония

• Измененные данные Министерства охраны окружающей среды.

Мексика

• Информация о качестве воздуха, публикуемая секретариатом Управления по охране окружающей среды Мехико. Сведения подготавливаются на основе данных сети мониторинга атмосферы и входящих в нее станций на территории городской агломерации в долине Мехико. Станциями управляет Генеральный директорат по контролю качества воздуха (SEDEMA). Это общедоступная информация, проходящая проверки качества, во время которых она может быть изменена. Тот, кто публикует или иным способом использует эту информацию, несет ответственность за ее распространение или использование третьими лицами.
• Данные Национальной системы информирования о качестве воздуха (SINAICA): https://sinaica.inecc.gob.mx/. Внесены изменения.

Испания

• Сведения агентства MeteoGalicia и Министерства окружающей среды, территории и жилищного строительства Галисии.
• Данные Автономного сообщества Мадрида.
• Информация Министерства охраны окружающей среды, публикуемая по лицензии CC BY 4.0.

Швеция

• Измененная информация Шведского института гидрологии и метеорологии.

Великобритания

• Информация Департамента окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства, публикуемая на сайте uk-air.defra.gov.uk (© Crown, 2023).
• Данные с сайта LondonAir (лицензия).
• Сведения Управления по контролю качества воздуха Северной Ирландии.

США

• Данные Техасской комиссии по охране окружающей среды (TCEQ).
• Сведения Департамента охраны окружающей среды штата Нью-Йорк. К ним относятся предварительные данные с сайта nyaqinow.net, которые могут быть изменены.